محاسبات آکوستیک

سالن‌ سینما و تئاتر، یا تالارهای برگزاری کنسرت و استودیوهای موسیقی، به عایق‌بندی و تنظیمات آکوستیک نیاز دارند. نکته بسیار مهم در مورد این ویژگی‌ها، نحوه پیاده‌سازی و کیفیت اجرای آن‌هاست. به منظور کسب کیفیت بالاتر در آکوستیک سالن‌ها، به پارامترهای قابل اندازه‌گیری نیاز است. به این ترتیب، با انجام محاسبات آکوستیک این پارامترها، می‌توان درجه کیفیت آکوستیک بودن سالن را اندازه‌گیری کرد و در صورت نیاز، بهبود بخشید. در این مطلب به معرفی پارامترهای مهم کیفیت صوت در محاسبات آکوستیک می‌پردازیم.

نمد آکوستیک از محصولات آکوستیک است.

پارامتر های محاسبات آکوستیک

اگر قصد مطالعه و بررسی شرایط آکوستیک یک فضا را داشته باشیم، باید از یک زبان مشترک استفاده کنیم. پارامترهای محاسبات آکوستیک در حقیقت زبان مشترکی برای مطالعه وضعیت صوت هستند که به مرور زمان در طی تاریخ هنر معماری معرفی شده‌اند. نسبت بهینه این پارامترها به کاربری فضایی که قصد آکوستیک کردن آن را داریم، بستگی دارد. هدف از معرفی این پارامترها این بوده است که طراحان و مهندسان بتوانند با استفاده از محاسبات آکوستیک، مقدار هر پارامتر را در محدوده استاندارد آن نگه دارند. پارامترهای وضعیت صوت عملکرد مستقلی ندارند و امکان تغییر و کنترل آن‌ها به صورت جداگانه وجود ندارد. بنابراین، محاسبات آکوستیک باید با در نظر گرفتن تمام این پارامترها انجام شوند. در ادامه، به معرفی این پارامترها می‌پردازیم.

تراز فشار صوت SPL

امواج صوتی جزء امواج مادی هستند، یعنی برای انتشار به محیط مادی نیاز دارند. انتشار این امواج از طریق ایجاد جبهه‌های کم فشار و پر فشار در محیط حامل صورت می‌گیرد. محیط مادی مورد نظر در محاسبات آکوستیک هواست و امواج صوتی با به وجود آوردن تلاطم‌های فشار درون هوا انتقال می‌یابند. هرچقدر مقدار تغییرات فشار P نسبت به فشار مرجع P0 بیشتر باشد، شدت موج صوت بیشتر بوده و صدای بلندتری تولید خواهد شد. با توجه به گستردگی محدوده تغییرات P و طولانی شدن ارقام، طبق قرارداد از ضریب لگاریتمی P به عنوان فشار مرجع استفاده می‌شود و واحد آن نیز دسی بل است.

زمان بازآوایش (Reverberation Time)

این پارامتر محاسبات آکوستیک در واقع کمیتی است که نشان می‌دهد مدت زمان لازم برای کاهش انرژی صوتی در یک فضا به میزان 60 دسی بل چقدر است و مقدار آن با واحد ثانیه بیان می‌شود. RT یا همان زمان بازآوایش جزء مهمترین پارامترهای محاسبات آکوستیک است و هدف نهایی آن بیان این موضوع است که انرژی صوتی تا چه مدت زمان در محیط مورد نظر باقی می ماند. عوامل موثر بر زمان بازآوایش عبارتند از حجم فضا، هندسه و میزان ضریب جذب صوتی سطوح. محاسبه RT به کمک اصول مکانیک آماری امکان‌پذیر است اما با این روش نمی‌توان تاثیر هندسه بزرگ مقیاس را وارد محاسبه کرد. راه‌حل این مشکل استفاده از روش‌های شبیه‌سازی مانند دنبال کردن امواج یا محاسبات موجی سیالاتی است و در نهایت برای تطبیق دیتاهای تئوری و شبیه‌سازی با آزمایش میدانی، محاسبه زمان بازآوایش صورت می‌گیرد. RT اساسی‌ترین پارامتر محاسبات آکوستیک است و بر تمام پارامترها دیگر و تنظیم محدوده استاندارد آن‌ها اثرگذار می‌باشد. بسته به سایر شرایط، محدوده استاندارد زمان بازآوایش برای یک سالن سینما بین ۰.۵ تا ۰.۹ ثانیه است.

منحنی تضعیف انرژی (Energy Decay Curve)

EDC شامل تمام داده‌های لازم در مورد نحوه آکوستیک کردن یک فضاست. محاسبات آکوستیک این پارامتر معمولا در چند نقطه از سالن، در جایگاه تماشاگران، انجام می‌شود. روش‌های مختلفی برای محاسبه این منحنی وجود دارد که عبارتند از پاسخ ضربه، قطع نوفه و موارد دیگری که برای فرکانس‌های اکتاوی استخراج می‌شوند. منحنی تضعیف انرژی بیانگر این است که میانگین زمانی انرژی با چه نرخی در یک محیط کاهش می‌یابد. از آن جا که EDC در طول زمان دچار افت و خیزهای شدیدی می‌شود معمولا از نمودار انتگرال گرفته شده این منحنی برای محاسبات دقیق‌تر استفاده می‌شود. این روش توسط شرودر در دهه ۶۰ میلادی ابداع شده و به کمک آن می‌توان محاسبات آکوستیکی مفیدی را در رابطه با سایر پارامترها انجام داد.

فاصله زمانی تاخیر اولیه (Initial Time Delay Gap)

این پارامتر محاسبات آکوستیک نشانگر فاصله زمانی میان شدت صوتی که به طور مستقیم از منبع رسیده و بازتاب اولیه آن از سطوح است. مهم‌ترین موردی که این فاصله زمانی بر روی آن اثر دارد وضوح کلام است و اگر به درستی کنترل شود، مانع از بروز اکو در محیط می‌شود. محاسبه این پارامتر هم از روش تئوری Ray Tracing امکان‌پذیر است و هم به روش تجربی و به کمک EDC. نکته مهم دیگر این است که جهت بازتاب اولیه و نوع آن نیز بر کیفیت صوت اثرگذارند و آن‌ها را می‌توان با پارامترهای دیگری مانند IACC (ارتباط بین دو گیرنده) و Diffusivity (پخشاگری میدان صوتی) محاسبه و بهینه‌سازی کرد.

تمایز صوتی D50) Definition)

برای سنجیدن میزان وضوح و قابل فهم بودن کلام از پارامترهایی مانند D50، C50 و Intelligibility استفاده می‌شود. D50 یکی از پارامترهای محاسبات آکوستیک است که میزان انتقال اطلاعات درون پیام صوتی توسط معماری آکوستیکی فضا را نشان می‌دهد. به طور مثال، در مکان‌هایی که صدا به طور مکرر رفت و برگشت داشته و دارای زمان بازآوایش بالایی است، فهمیدن و درک کلام طرف مقابل به میزان قابل توجهی دشوارتر می‌شود. پارامترهای وضوح کلام، با تغییر بازه برای انواع موسیقی نیز قابل استفاده هستند. D50 به روش تجربی از منحنی تضعیف انرژی محاسبه می‌شود و نسبت انرژی ۵۰ میلی ثانیه اول به تمام انرژی رسیده به شونده است. همانطور که گفته شد، C50، یکی دیگر از پارامترهای محاسبات آکوستیک است که تحلیل دقیق داده‌های وضوح کلام را امکان‌پذیر می‌کند. محاسبه این پارامتر نیز مانند D50 از روی تحلیل بازه‌ای EDC و بر حسب دسی‌بل انجام می‌گیرد.

پژواک (Echco)

اکو یا پژواک شاید نام‌آشناترین پارامتر محاسبات آکوستیک برای اغلب افراد باشد. زمانی که از پژواک حرف می‌زنیم منظورمان رخ دادن بازتاب‌های متعدد صوتی است که دارای میزان کافی انرژی‌اند و فاصله زمانی بین آن‌ها توسط گوش انسان قابل تشخیص است. رخ دادن این پدیده طوری است که حتی در فضاهایی با زمان بازآوایش بسیار پایینی نیز می‌تواند آزاردهنده باشد. علت اصلی بروز این پدیده وجود هندسه متقارن و فاقد قابلیت پخش بودن میدان صوتی است. پژواک باعث بروز فراز و فرودهای شدیدی در ابتدای EDC شده و محاسبه آن با میانگین انتگرالی مقدار مورد نظر امکان‌پذیر است. هر چه میزان پژواک در محیط کمتر باشد کیفیت آکوستیکی فضا بیشتر خواهد بود.

در این مطلب به معرفی پارامترهایی که در محاسبات آکوستیک استفاده می‌شوند و کاربرد و نحوه استخراج هر یک از آن‌ها آشنا شدیم. لازم به ذکر است، که پارامترهای مطالعه وضعیت صوت در فضا به موارد نامبرده محدود نمی‌شوند و پارامترهای متعددی برای این منظور وجود دارند که بسته به شرایط و کاربری مورد نظر، از آن‌ها استفاده می‌شود.

برای اطلاع از قیمت پنل آکوستیک با ما تماس بگیرید.